劉紹雄,劉春麗,尚陸娥,李建英,王明月,吳廣彪,羅孝坤
(1.中華全國(guó)供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南 昆明 650221;2.云南省供銷合作社科學(xué)研究所,云南昆明650221;3.云南省農(nóng)村科技服務(wù)中心,云南 昆明 650021;4.施甸康宏農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司,云南 保山 678000)
黑木耳(Auricularia heimuer)[1],又名木耳、光木耳、黑菜[2-3],是我國(guó)重要的食用菌栽培品種。黑木耳肉質(zhì)脆嫩、味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富,含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素及鈣、磷、鐵等人體所需的礦質(zhì)元素[4],被稱為“素中之葷”[2]。同時(shí)黑木耳還富含木耳多糖、黑色素、腺苷類物質(zhì)和甾醇等藥用成分,具有潤(rùn)肺清腸、降血糖、降血脂、抗血栓、抗輻射、抗氧化、抗腫瘤等多種功效[4-5],享有“黑色瑰寶”的美譽(yù),深受廣大消費(fèi)者的青睞,市場(chǎng)前景廣闊。
黑木耳在全國(guó)范圍內(nèi)廣泛栽培,尤其以東北地區(qū)為主產(chǎn)區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年我國(guó)黑木耳產(chǎn)量達(dá)751.85萬噸,是全國(guó)栽培產(chǎn)量第二大的食用菌品種,東北黑龍江和吉林兩省黑木耳產(chǎn)量約占全國(guó)黑木耳總產(chǎn)量的60%以上[6]。云南地處低緯高原,獨(dú)特的氣候條件促使云南黑木耳栽培優(yōu)勢(shì)明顯。云南黑木耳栽培出耳時(shí)間多集中于10月至次年4月,在冬季相對(duì)較低的溫度和全日光條件下出耳,黑木耳品質(zhì)突出,云南生產(chǎn)的高品質(zhì)黑木耳,即云耳,享譽(yù)國(guó)內(nèi)外。但云南黑木耳栽培規(guī)范化程度不高,栽培技術(shù)參差不齊,在排場(chǎng)出耳管理階段病害尤為嚴(yán)重,嚴(yán)重影響栽培產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。本文中,通過對(duì)云南黑木耳排場(chǎng)出耳管理階段病害嚴(yán)重的保山地區(qū)基地,開展常見病害調(diào)查及病原菌分離鑒定研究,分析病害發(fā)生原因及病原鑒定,以期能為云南黑木耳栽培管理及病害防治提供理論依據(jù),為篩選抗病性強(qiáng)的優(yōu)良菌株提供供試菌株材料。
1.1.1 采樣點(diǎn)概況
以云南黑木耳排場(chǎng)出耳管理階段病害嚴(yán)重的保山地區(qū)基地西邑 (E:99°29′41″,N:24°9′17 ″,海拔 1 656 m)、芒寬 (E:98°8′8″,N:25°53′9 ″,海拔738 m),作為病害調(diào)查和病原菌采集樣點(diǎn)。
1.1.2 樣品采集
采樣時(shí)間為2018年1月~3月,采集黑木耳染病的菌棒基質(zhì)和耳片。共采集病害樣品9份,對(duì)采集的樣品進(jìn)行編號(hào),放入冰盒中保存帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原菌分離。同時(shí)詳細(xì)記錄采集地點(diǎn)、采集時(shí)間、發(fā)病時(shí)間、病害癥狀特點(diǎn)等。
1.2.1 培養(yǎng)基
PDA培養(yǎng)基:馬鈴薯(去皮) 200 g、葡萄糖20 g、瓊脂 15 g~20 g,蒸餾水 1 000 mL。
孟加拉紅培養(yǎng)基:蛋白胨5 g、葡萄糖10 g、磷酸二氫鉀 1.0 g、硫酸鎂 0.5 g、氯霉素 0.1 g、瓊脂15 g~20 g,1/3 000孟加拉紅溶液100 mL,蒸餾水1 000 mL。
LB培養(yǎng)基:胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、氯化鈉10 g、瓊脂15 g~20 g,蒸餾水1 000 mL。
1.2.2 菌種分離與純化
1)細(xì)菌性病原菌的分離、純化
培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基。在超凈無菌工作臺(tái)內(nèi),用接種針在爛耳耳片上輕輕蘸一下,在培養(yǎng)基平板上劃線,置于37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),培養(yǎng)12 h~24 h后蘸取單菌落于平板上進(jìn)行純化后,于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
2)真菌性病原菌的分離、純化
培養(yǎng)基:PDA培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基。在超凈無菌工作臺(tái)內(nèi),從染病的菌棒基質(zhì)上直接挑取一小塊置于培養(yǎng)基平板上,置于25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)3 d~5 d挑取病原菌邊緣菌落至平板上進(jìn)行純化后,于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 菌株鑒定
細(xì)菌采用16S rDNA序列分析[7],真菌采用rDNA ITS序列分析[8-9],樣品送昆明碩擎生物科技有限公司測(cè)序,用DNAMAN進(jìn)行序列拼接,從GenBank中獲取與該菌株序列同源性較高的部分菌株序列,并用BioEdit進(jìn)行序列對(duì)齊,最后用MEGA 4軟件進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建,以確定菌株的系統(tǒng)發(fā)育地位。
病害侵染情況見圖1。黑木耳常見病害調(diào)查結(jié)果見表1。
圖1 黑木耳病害癥狀Fig.1 Symptoms of Auricularia heimuer disease
表1 病害調(diào)查結(jié)果Tab.1 Investigation results of Auricularia heimuerdiseases
由表1可知,共采集黑木耳病害樣本9份,其中芒寬6份、西邑3份。芒寬發(fā)生病害更為嚴(yán)重。從發(fā)病發(fā)生階段來看,主要集中在刺孔催芽和排場(chǎng)出耳階段。
由圖1可以看出,病害癥狀主要是耳片爛耳和菌棒感染。爛耳耳片變軟,有膠質(zhì)流出,逐漸腐爛,有臭味。菌棒感染表面產(chǎn)生霉層,侵染部分呈現(xiàn)綠色、紅色或白色菌皮,菌棒腐爛變軟或形成厚厚菌皮層,導(dǎo)致菌棒出耳較少或不出耳。從發(fā)病規(guī)律來看,主要發(fā)生在刺孔后、下地排場(chǎng)后或采收第一潮耳后,氣溫升高、濕度增大,起初菌棒無明顯現(xiàn)象,菌棒逐漸變軟,表面開始被感染,然后迅速蔓延至整個(gè)菌棒。
根據(jù)病害癥狀及發(fā)生規(guī)律分析病害發(fā)生原因:黑木耳出耳后,溫度過高,噴水過多或下雨濕度過大,耳片變軟,易被細(xì)菌性病原菌侵染,耳片逐漸腐爛,變臭;菌絲刺孔后菌絲新陳代謝加快,菌絲呼吸作用加強(qiáng),菌棒內(nèi)料溫升高,當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí),菌絲催芽期間會(huì)出現(xiàn)高溫?zé)?,造成菌絲抗病能力下降;環(huán)境中的致病性強(qiáng)的病原菌會(huì)從接種孔,催芽孔進(jìn)入侵染菌棒;此外,當(dāng)排場(chǎng)下地時(shí),黑木耳菌棒在露天條件下出耳,氣溫較高,菌棒內(nèi)溫度升高,造成菌絲高溫?zé)瑢?dǎo)致菌絲抗病能力下降或造成菌絲死亡,高溫高濕條件下,菌棒表面或菌棒底部水分過高,競(jìng)爭(zhēng)性真菌病害侵染培養(yǎng)料,然后迅速蔓延侵染整個(gè)菌棒。
從每個(gè)染病黑木耳耳片或菌棒中各分離出1個(gè)病原菌,編號(hào)為AHD-01~AHD-09。分離情況詳見表2、圖2、圖3。
圖2 病原細(xì)菌菌落形態(tài)Fig.2 Colony morphology of pathogenic bacteria
圖3 病原真菌菌落形態(tài)Fig.3 Colony morphology of pathogenic fungi
表2 黑木耳病原菌分離情況Tab.2 Isolation of pathogenic bacteria from Auricularia heimuer
由表2、圖2、圖3可知,從西邑、芒寬2個(gè)采集地點(diǎn)采集的9個(gè)病害樣品中分離到9株病原菌菌株,黑木耳耳片爛耳病害分離得到病原細(xì)菌菌株AHD-01,從菌落形態(tài)特征來看初步鑒定為芽孢桿菌屬(Bacillus) 細(xì)菌[10]。黑木耳菌棒感染、爛棒病害分離得到8株病原真菌。其中菌株AHD-02、AHD-03、AHD-06從菌落形態(tài)特征來看初步鑒定為木霉屬(Trichoderma) 真菌[11],菌株AHD-04、AHD-08初步鑒定為鐮刀菌屬(Fusarium) 真菌[12-14]。結(jié)合AHD-05菌株菌落形態(tài)特征和圖1-5子實(shí)體形態(tài),初步鑒定為蠟孔菌屬(Ceriporia) 真菌[15]。AHD-07初步鑒定為節(jié)叢孢菌屬 (Arthrobotrys) 真菌[16]。AHD-09初步鑒定為耙齒菌屬(Irpex) 真菌[17]。
將病原菌菌株AHD-01的16S rDNA序列在GenBank中進(jìn)行序列Blast分析,獲取同源性較高的序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,確定該菌株的系統(tǒng)發(fā)育地位,詳見圖4。
由圖4可知,菌株AHD-01與東洋芽孢桿菌(Bacillus toyonensis) 聚為一類,通過DNAMAN進(jìn)行同源性對(duì)比對(duì),該菌株與菌株Bacillus toyonensis(MG574860.1) 同源性達(dá) 99.51%,因此將該病原菌菌株AHD-01鑒定為東洋芽孢桿菌(Bacillus toyonensis)。
將 AHD-02、 AHD-03、 AHD-04、 AHD-05、AHD-06、AHD-07、AHD-08、AHD-09八個(gè)病原菌菌株的ITS序列在GenBank中進(jìn)行序列Blast分析,獲取同源性較高的序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,確定該菌株的系統(tǒng)發(fā)育地位,詳見圖5。系統(tǒng)發(fā)育樹分析結(jié)果見下表3。
表3 基于ITS序列系統(tǒng)發(fā)育樹分析表Tab.3 Phylogenetic tree analysis table based on ITS sequences
圖4 基于16S rDNA序列構(gòu)建的NJ系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree based on 16S rDNA sequences
圖5 基于ITS序列構(gòu)建的NJ系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.5 Phylogenetic tree based on ITS sequences
由圖5和表3可知,AHD-02和AHD-03為側(cè)耳木霉(Trichoderma pleuroticola)。AHD-04為尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum)。AHD-05為撕裂蠟孔菌(Ceriporia lacerata)。AHD-06為長(zhǎng)枝木霉(Trichodermacf.longibrachiatum)。AHD-07為圓錐節(jié)叢孢菌(Arthrobotrys conoides)。AHD-08為亞粘團(tuán)鐮孢菌(Fusarium subglutinans)。AHD-09為白囊耙齒菌 (Irpex lacteus)。
云南黑木耳排場(chǎng)出耳管理階段常見病害癥狀主要是耳片爛耳和菌棒感染,主要發(fā)生在刺孔后、下地排場(chǎng)后或采收第一潮耳后。氣溫升高、濕度增大,起初菌棒無明顯現(xiàn)象,后菌棒變軟,表面逐漸被感染,迅速蔓延至整個(gè)菌棒。病害發(fā)生原因?yàn)榫舸炭缀缶z呼吸作用加強(qiáng)或露天出耳,溫度較高,菌棒內(nèi)料溫升高,造成高溫?zé)咕z抗病能力下降或造成菌絲死亡,競(jìng)爭(zhēng)性真菌迅速蔓延侵染整個(gè)菌棒;露天出耳時(shí),溫度過高,噴水過多或雨天濕度過大,耳片變軟,易被細(xì)菌性病原菌侵染導(dǎo)致爛耳。
通過對(duì)分離的病原菌進(jìn)行rDNA序列分析表明,導(dǎo)致黑木耳爛耳的病原菌AHD-01為東洋芽孢桿菌(Bacillus toyonensis)。導(dǎo)致菌棒感染的病原菌AHD-02和AHD-03為側(cè)耳木霉(Trichoderma pleuroticola),AHD-04為尖孢鐮刀菌(Fusarium oxysporum),AHD-05為撕裂蠟孔菌(Ceriporia lacerata),AHD-06為長(zhǎng)枝木霉 (Trichodermacf.longibrachiatum),AHD-07為圓錐節(jié)叢孢菌(Arthrobotrys conoides),AHD-08為亞粘團(tuán)鐮孢菌(Fusarium subglutinans),AHD-09為白囊耙齒菌 (Irpex lacteus)。
閆寶松等[18]研究表明,高溫、高濕通風(fēng)不良造成的細(xì)菌感染是導(dǎo)致爛耳的主要原因之一,本研究中發(fā)現(xiàn)高溫、高濕引起黑木耳爛耳的病原菌為東洋芽孢桿菌 (Bacillus toyonensis)。顏一紅[19]、劉正慧[20]、曹現(xiàn)濤[21]、崔紅麗[22]等研究表明,木霉屬的側(cè)耳木霉(Trichoderma pleuroticola)、長(zhǎng)枝木霉(Trichoderma longibrachiatum),節(jié)從孢屬(Arthrobotrys)、尖孢鐮孢菌(Fusarium oxysporum) 是食用菌中主要病原真菌,在食用菌生產(chǎn)中易侵染菌棒導(dǎo)致爛棒,在香菇、木耳、平菇、杏鮑菇等食用菌栽培中極易發(fā)生,這與本研究中的結(jié)果一致。
本研究中,發(fā)現(xiàn)黑木耳菌棒受到撕裂蠟孔菌(Ceriporia lacerata)、白囊耙齒菌 (Irpex lacteus) 侵染后形成厚厚菌皮,這2種病原菌均為大型真菌,多生長(zhǎng)于闊葉樹倒木、枯立木、枯枝上。本研究中黑木耳栽培樣地周圍均是森林,可能是黑木耳高溫?zé)缶z生長(zhǎng)較弱或死亡,四周環(huán)境中的病原菌孢子侵染菌棒造成病害。前人研究表明,撕裂蠟孔菌能分泌藥物成分,可用于預(yù)防和治療貧血、糖尿病、胃病、癌癥和心臟病等疾病,還能用于生物造紙、農(nóng)藥降解、廢水處理等,開發(fā)潛力巨大[23-28]。白囊耙齒菌制成的藥物制劑能明顯抑制慢性腎炎病人的紅細(xì)胞及尿蛋白,是一種極具有市場(chǎng)開發(fā)潛力的抗腎炎藥物。因此,本研究中分離獲得的撕裂蠟孔菌、白囊耙齒菌菌株可為后期菌種開發(fā)利用提供種質(zhì)資源。